一種集檢測、磨削功能于一體的恒力磨削系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種集檢測、磨削功能于一體的恒力磨削系統(tǒng)，其特征在于，包括：工作臺，安裝在工作臺上的在線檢測系統(tǒng)、恒力磨削系統(tǒng)和控制器，所述控制器根據(jù)在線檢測系統(tǒng)反饋的信息控制恒力磨削系統(tǒng)工作，所述恒力磨削系統(tǒng)由伺服電機(jī)、同步傳遞機(jī)構(gòu)和工作臺回退裝置組成，所述伺服電機(jī)為恒轉(zhuǎn)矩伺服電機(jī)，恒轉(zhuǎn)矩伺服電機(jī)經(jīng)過同步傳遞機(jī)構(gòu)傳動轉(zhuǎn)換為工作臺的恒定進(jìn)給力，所述工作臺回退裝置用來實(shí)現(xiàn)工作臺的水平工作退回。本發(fā)明針對磨削加工中因磨削進(jìn)給力不穩(wěn)定的造成的機(jī)床傳動鏈變形現(xiàn)象和針對數(shù)控磨床設(shè)計中采用的恒位移強(qiáng)行進(jìn)給方式，采用“恒力磨削”的設(shè)計理念，將磨削進(jìn)給力由不穩(wěn)定的變量設(shè)定為恒定的常量，使機(jī)床傳動鏈的變形處于穩(wěn)定狀態(tài)。
【專利說明】
一種集檢測、磨削功能于一體的恒力磨削系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及硬質(zhì)合金圓片磨削技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種集檢測、磨削功能于一體的恒力磨削系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]所有機(jī)械均由原動機(jī)構(gòu)、傳動機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三大部分組成。機(jī)械的整體布局包含有運(yùn)動和動力的分配、傳動系統(tǒng)的設(shè)計、執(zhí)行裝置的工作狀況等。原動機(jī)構(gòu)可以是電動機(jī)、水力機(jī)構(gòu)、風(fēng)力機(jī)構(gòu)等組成，它為整個機(jī)械裝置提供動力和運(yùn)動，是機(jī)械裝置的心臟;傳動機(jī)構(gòu)的作用是傳遞運(yùn)動和動力，他將原動機(jī)構(gòu)的動力和原動傳給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并且可以通過傳動機(jī)構(gòu)變換原動機(jī)構(gòu)的運(yùn)動性質(zhì)、方向、大小和速度;執(zhí)行機(jī)構(gòu)是執(zhí)行機(jī)械預(yù)定設(shè)計的運(yùn)動和動力目標(biāo)的裝置。
[0003]機(jī)構(gòu)的運(yùn)動必須通過傳動鏈予以實(shí)現(xiàn)。機(jī)床的傳動鏈分為主傳動鏈和輔助傳動鏈。實(shí)現(xiàn)機(jī)床主運(yùn)動的傳動系統(tǒng)稱為主傳動鏈，實(shí)現(xiàn)機(jī)床其它各種運(yùn)動的傳動系統(tǒng)稱為輔助傳動鏈，例如實(shí)現(xiàn)機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動的傳動系統(tǒng)稱為進(jìn)給傳動鏈。各種傳動鏈一般需要根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置變速機(jī)構(gòu)，以適應(yīng)不同的工作要求。
[0004]—般情況下，數(shù)控磨床的進(jìn)給系統(tǒng)是按照程序中給定的速度作恒位移進(jìn)給，在進(jìn)給過程中由于背吃刀量的變化而導(dǎo)致磨削力變化，使機(jī)床傳動鏈的變形處于不穩(wěn)定狀態(tài)。硬質(zhì)合金圓片磨削時，采用金剛石砂輪磨削硬質(zhì)合金材料，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)做恒位移進(jìn)給導(dǎo)致磨削力急劇增大，產(chǎn)生大量的磨削熱，極易造成硬質(zhì)合金材料的磨削面燒傷。因此，磨削硬質(zhì)合金圓片端面一般只能用普通磨床通過手動進(jìn)給進(jìn)行加工，這種加工方式的缺點(diǎn)是:工人勞動強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低、進(jìn)給力小且不穩(wěn)定。
[0005]因此，設(shè)計一種新的磨削硬質(zhì)合金圓片端面的加工工藝方法及恒力進(jìn)給裝置是十分必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對磨削加工中因磨削進(jìn)給力不穩(wěn)定的造成的機(jī)床傳動鏈變形現(xiàn)象，和針對數(shù)控磨床設(shè)計中采用的恒位移強(qiáng)行進(jìn)給方式，本發(fā)明采用“恒力磨削”的設(shè)計理念，將磨削進(jìn)給力由不穩(wěn)定的變量設(shè)定為恒定的常量，使機(jī)床傳動鏈的變形處于穩(wěn)定狀態(tài)。
[0007]為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。
[0008]—種集檢測、磨削功能于一體的恒力磨削系統(tǒng)，其特征在于，包括:工作臺，安裝在工作臺上的在線檢測系統(tǒng)、恒力磨削系統(tǒng)和控制器，所述控制器根據(jù)在線檢測系統(tǒng)反饋的信息控制恒力磨削系統(tǒng)工作，所述恒力磨削系統(tǒng)由伺服電機(jī)、同步傳遞機(jī)構(gòu)和工作臺回退裝置組成，所述伺服電機(jī)為恒轉(zhuǎn)矩伺服電機(jī)，恒轉(zhuǎn)矩伺服電機(jī)經(jīng)過同步傳遞機(jī)構(gòu)傳動轉(zhuǎn)換為工作臺的恒定進(jìn)給力，所述工作臺回退裝置用來實(shí)現(xiàn)工作臺的水平工作退回。
[0009]作為改進(jìn)地，所述伺服電機(jī)為交流伺服電機(jī)。
[0010]作為改進(jìn)地，所述伺服電機(jī)為慣量電機(jī)TSB13102A，在伺服電機(jī)上連接有與之配套的伺服驅(qū)動器TSTA30C。
[0011]作為改進(jìn)地，所述同步傳遞機(jī)構(gòu)包括:傳動輪和傳動皮帶，在傳動輪的表面設(shè)有凸齒，在傳動帶上設(shè)有與凸齒嚙合的凹槽。
[0012]作為改進(jìn)地，所述工作臺回退裝置包括:動力裝置、管路、控制裝置和執(zhí)行元件，所述動力裝置用來將原動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為工作介質(zhì)的壓力能;所述管路連接在動力裝置和執(zhí)行元件之間，充當(dāng)工作介質(zhì)的流道;所述控制裝置安裝在管路上，用來控制工作介質(zhì)的流動方向、壓力和流量;所述執(zhí)行元件用來將工作介質(zhì)的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，在工作介質(zhì)的作用下輸出力和運(yùn)動，以驅(qū)使工作臺運(yùn)動。
[0013]作為改進(jìn)地，所述工作介質(zhì)為空氣，所述動力裝置為空壓機(jī)，所述執(zhí)行元件為氣缸。
[0014]作為改進(jìn)地，所述工作介質(zhì)為液壓油，所述動力裝置為液壓機(jī)，所述執(zhí)行元件為液壓缸。
[0015]作為改進(jìn)地，在管路上設(shè)有工作介質(zhì)儲存箱和工作介質(zhì)過濾器。
[0016]作為改進(jìn)地，在磨削過程中，恒力磨削系統(tǒng)提供給工作臺的作用力恒定不變，當(dāng)磨削到規(guī)定的尺寸后，在線檢測系統(tǒng)發(fā)出信號，工作臺停止進(jìn)給，在控制器的控制下，工作臺回退裝置推動工作臺反向運(yùn)動，到達(dá)規(guī)定的位置后，工作臺停止運(yùn)動；工人取下工件，完成一個工件的加工。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:
[0018]—、通過改變伺服電機(jī)的輸出功率來實(shí)現(xiàn)磨削力大小的調(diào)節(jié)，方便根據(jù)圓刀片的尺寸調(diào)節(jié)磨削力的大小，從而擴(kuò)大了該專用磨床的磨削范圍，通過調(diào)節(jié)磨削力的大小，可以實(shí)現(xiàn)對工件的粗磨、細(xì)磨、光磨等工序。
[0019]二、加工質(zhì)量好，與手動進(jìn)給相比，運(yùn)用恒力進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行加工，加工質(zhì)量得到明顯提尚O
[0020]三、效率高，運(yùn)用恒力磨削系統(tǒng)進(jìn)行恒力加工，生產(chǎn)效率可提高2倍左右。
[0021]四、操作方便，如果恒力磨削系統(tǒng)的加工圓刀片直徑發(fā)生變化，通過調(diào)節(jié)恒力控制器設(shè)置的選擇開關(guān)，選擇相應(yīng)大小的力矩即可。本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)的最大輸入力為10kgf，在實(shí)際的加工過程中，根據(jù)工件的不同加工要求，可以在O-1OOkgf的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。
【附圖說明】
[0022]圖1所示為本發(fā)明提供的恒力磨削系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2所示為圖1的局部示意圖。
[0024]圖3所示為同步傳遞機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖4所示為同步傳遞機(jī)構(gòu)與工作臺之間的傳動結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]附圖標(biāo)記說明:
[0027]1:工作臺，2:在線檢測系統(tǒng)，3:恒力磨削系統(tǒng)，4:控制器，5:滾珠滑動導(dǎo)軌，6:輸出軸，7:齒輪齒條傳動機(jī)構(gòu)，8:深溝球軸承，9:加工圓刀片。
[0028]3-1:伺服電機(jī)，3-2:同步傳遞機(jī)構(gòu)，3-3:工作臺回退裝置。
[0029]3-2-1:傳動輪，3-2-2:傳動皮帶，3-2-3:凸齒，3-2-4:凹槽。
[0030]3-3-1:動力裝置，3-3-2:管路，3-3-3:控制裝置，3-3-4:執(zhí)彳丁兀件。
【具體實(shí)施方式】
[0031]為方便本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的實(shí)質(zhì)，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)闡述。
[0032]如圖1、圖2所示，一種集檢測、磨削功能于一體的恒力磨削系統(tǒng)，包括:工作臺1，安裝在工作臺I上的在線檢測系統(tǒng)2、恒力磨削系統(tǒng)3，以及控制器4，所述控制器4根據(jù)在線檢測系統(tǒng)2反饋的信息控制恒力磨削系統(tǒng)3工作，所述恒力磨削系統(tǒng)3由伺服電機(jī)3-1、同步傳遞機(jī)構(gòu)3-2和工作臺回退裝置3-3組成，所述伺服電機(jī)3-1為恒轉(zhuǎn)矩伺服電機(jī)，恒轉(zhuǎn)矩伺服電機(jī)經(jīng)過同步傳遞機(jī)構(gòu)3-2傳動轉(zhuǎn)換為工作臺I的恒定進(jìn)給力，所述工作臺回退裝置3-3用來實(shí)現(xiàn)工作臺的水平工作退回。
[0033]其中，所述伺服電機(jī)3-1為交流伺服電機(jī)，優(yōu)選為東元電機(jī)系列中慣量電機(jī)TSB13102A，及與之配套使用的伺服驅(qū)動器為TSTA30C。交流伺服電機(jī)的具有啟動轉(zhuǎn)矩大、運(yùn)行范圍廣、無自傳等特點(diǎn)。與步進(jìn)電機(jī)比較，具有控制精度高、低頻性能好、低速運(yùn)行時不會出現(xiàn)震動的優(yōu)勢。在額定轉(zhuǎn)速以內(nèi)，能輸入額定轉(zhuǎn)矩;有較好的速度、轉(zhuǎn)矩過載能力。同時，交流伺服電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)采用閉環(huán)反饋，驅(qū)動器可以直接對電機(jī)編碼器的反饋信號進(jìn)行采樣，內(nèi)部構(gòu)成位置反饋環(huán)和速度反饋環(huán)，因此控制性能可靠;加速響應(yīng)性能好，適用于快速啟動的控制情形。
[0034]結(jié)合圖3所示，所述同步傳遞機(jī)構(gòu)3-2包括:傳動輪3-2-1和傳動皮帶3-2-2，在傳動輪3-2-1的表面設(shè)有凸齒3-2-3，在傳動帶3-2-2上設(shè)有與凸齒3-2-3嚙合的凹槽3-2-4。
[0035]結(jié)合圖4所示，在工作臺I的下方設(shè)有滾珠滑動導(dǎo)軌5，所述同步傳遞機(jī)構(gòu)3-2的輸出軸6通過齒輪齒條傳動機(jī)構(gòu)7與滾珠滑動導(dǎo)軌5連接，進(jìn)而帶動工作臺I運(yùn)動。為保證傳動效果，在輸出軸6上套接有深溝球軸承8。
[0036]由于伺服電機(jī)輸出軸與工作臺水平移動手輪A從動軸距離較遠(yuǎn)，不適宜使用齒輪傳動，故選用大中心距傳動的鏈傳動或帶傳動。鏈傳動雖然適用于大中心距傳動的場合，但是在傳動過程中不能保持恒定的瞬時傳動比，并且傳動過程中有一定的動載荷和沖擊，傳動的平穩(wěn)性差。本實(shí)施例中提供的同步傳遞機(jī)構(gòu)3-2綜合了普通帶傳動和鏈傳動的特點(diǎn)，工作時，傳動輪上的凸齒與傳動皮帶上的凹槽相互嚙合而進(jìn)行傳動，兩者之間在運(yùn)轉(zhuǎn)時沒有相對滑動，保證了同步傳動。
[0037]所述工作臺回退裝置3-3包括:動力裝置3-3-1、管路3-3-2、控制裝置3-3-3和執(zhí)行元件3-3-4，所述動力裝置3-3-1用來將原動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為工作介質(zhì)的壓力能;所述管路3-3-2連接在動力裝置3-3-1和執(zhí)行元件3-3-4之間，充當(dāng)工作介質(zhì)的流道;所述控制裝置3-3-3安裝在管路3-3-2上，用來控制工作介質(zhì)的流動方向、壓力和流量;所述執(zhí)行元件3-3-4用來將工作介質(zhì)的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，在工作介質(zhì)的作用下輸出力和運(yùn)動，以驅(qū)使工作臺運(yùn)動。除以上裝置外，在管路3-3-2上還設(shè)有工作介質(zhì)儲存箱和工作介質(zhì)過濾器，輔助裝置對保證整個液壓傳動裝置的穩(wěn)定正常工作有重要作用。
[0038]本實(shí)施例中，優(yōu)選工作介質(zhì)為空氣，優(yōu)選動力裝置3-3-1為空壓機(jī)，優(yōu)選控制裝置3-3-3為三位四通電磁換向閥，優(yōu)選執(zhí)行元件3-3-4為氣缸。在其他實(shí)施方式中，所述工作介質(zhì)為液壓油，所述動力裝置為液壓機(jī)，所述執(zhí)行元件為液壓缸。
[0039]實(shí)際工作時，通過控制裝置對管路的控制作用，產(chǎn)生工作臺水平方向的進(jìn)給阻力，從而控制工作臺的水平移動速度。通過動力裝置的作用，實(shí)現(xiàn)工作臺的工作退回，以準(zhǔn)備下I個工件的磨削加工。如果恒力磨削系統(tǒng)的加工圓刀片9的直徑發(fā)生變化，通過調(diào)節(jié)恒力控制器設(shè)置的選擇開關(guān)，選擇相應(yīng)大小的力矩即可。本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)的最大輸入力為10kgf，在實(shí)際的加工過程中，根據(jù)工件的不同加工要求，可以在O-1OOkgf的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。
[0040]以上【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明的實(shí)質(zhì)進(jìn)行了詳細(xì)說明，但并不能以此來對本發(fā)明的保護(hù)范圍進(jìn)行限制。顯而易見地，在本發(fā)明實(shí)質(zhì)的啟示下，本技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員還可進(jìn)行許多改進(jìn)和修飾，需要注意的是，這些改進(jìn)和修飾都落在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種集檢測、磨削功能于一體的恒力磨削系統(tǒng)，其特征在于，包括:工作臺，安裝在工作臺上的在線檢測系統(tǒng)、恒力磨削系統(tǒng)和控制器，所述控制器根據(jù)在線檢測系統(tǒng)反饋的信息控制恒力磨削系統(tǒng)工作，所述恒力磨削系統(tǒng)由伺服電機(jī)、同步傳遞機(jī)構(gòu)和工作臺回退裝置組成，所述伺服電機(jī)為恒轉(zhuǎn)矩伺服電機(jī)，恒轉(zhuǎn)矩伺服電機(jī)經(jīng)過同步傳遞機(jī)構(gòu)傳動轉(zhuǎn)換為工作臺的恒定進(jìn)給力，所述工作臺回退裝置用來實(shí)現(xiàn)工作臺的水平工作退回。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒力磨削系統(tǒng)，其特征在于，所述伺服電機(jī)為交流伺服電機(jī)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒力磨削系統(tǒng)，其特征在于，所述伺服電機(jī)為慣量電機(jī)TSB13102A，在伺服電機(jī)上連接有與之配套的伺服驅(qū)動器TSTA30C。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒力磨削系統(tǒng)，其特征在于，所述同步傳遞機(jī)構(gòu)包括:傳動輪和傳動皮帶，在傳動輪的表面設(shè)有凸齒，在傳動帶上設(shè)有與凸齒嚙合的凹槽。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒力磨削系統(tǒng)，其特征在于，所述工作臺回退裝置包括:動力裝置、管路、控制裝置和執(zhí)行元件； 所述動力裝置用來將原動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為工作介質(zhì)的壓力能； 所述管路連接在動力裝置和執(zhí)行元件之間，充當(dāng)工作介質(zhì)的流道； 所述控制裝置安裝在管路上，用來控制工作介質(zhì)的流動方向、壓力和流量； 所述執(zhí)行元件用來將工作介質(zhì)的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，在工作介質(zhì)的作用下輸出力和運(yùn)動，以驅(qū)使工作臺運(yùn)動。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的恒力磨削系統(tǒng)，其特征在于，所述工作介質(zhì)為空氣，所述動力裝置為空壓機(jī)，所述執(zhí)行元件為氣缸。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的恒力磨削系統(tǒng)，其特征在于，所述工作介質(zhì)為液壓油，所述動力裝置為液壓機(jī)，所述執(zhí)行元件為液壓缸。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的恒力磨削系統(tǒng)，其特征在于，在管路上設(shè)有工作介質(zhì)儲存箱和工作介質(zhì)過濾器。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒力磨削系統(tǒng)，其特征在于，在控制器上設(shè)有調(diào)節(jié)恒力輸出大小的選擇開關(guān)。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒力磨削系統(tǒng)，其特征在于，在磨削過程中，恒力磨削系統(tǒng)提供給工作臺的作用力恒定不變，當(dāng)磨削到規(guī)定的尺寸后，在線檢測系統(tǒng)發(fā)出信號，工作臺停止進(jìn)給，在控制器的控制下，工作臺回退裝置推動工作臺反向運(yùn)動，到達(dá)規(guī)定的位置后，工作臺停止運(yùn)動;工人取下工件，完成一個工件的加工。
【文檔編號】B24B47/20GK106078515SQ201610601785
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月26日 公開號201610601785.7, CN 106078515 A, CN 106078515A, CN 201610601785, CN-A-106078515, CN106078515 A, CN106078515A, CN201610601785, CN201610601785.7
【發(fā)明人】張濤川, 段春梅, 楊偉, 李大成
【申請人】佛山職業(yè)技術(shù)學(xué)院